JP2890804B2 - 車載用バッテリの低電圧検出装置 - Google Patents

車載用バッテリの低電圧検出装置

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JP2890804B2 JP29683090A JP29683090A JP2890804B2 JP 2890804 B2 JP2890804 B2 JP 2890804B2 JP 29683090 A JP29683090 A JP 29683090A JP 29683090 A JP29683090 A JP 29683090A JP 2890804 B2 JP2890804 B2 JP 2890804B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車載用バッテリーの低電圧検出装置に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、車載用バッテリーには車載エンジンの回転にて
駆動する発電機からの電力が供給されるとともに、電気
機器(負荷)が接続されている。この車載用バッテリー
の低電圧検出装置としては、バッテリー電圧が所定値以
下になると警報ランプが点灯するものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、近年の車両においては燃費向上のために、
搭載したエンジンのアイドル回転数を低く抑えることが
行われてきている。又、搭載される電気機器(負荷)は
増加する一方である。この為、車両の渋滞時に電気機器
を多く使用すると、発電機の発電量は小さいために、使
用している電気機器への電流を補えきれずにバッテリー
からの電流を供給しなければならない状態となる。この
とき、すぐにエンジン回転数が上昇しても、バッテリー
電圧は一時的に低下し車載用バッテリーの低電圧検出装
置のランプが点灯してしまっていた。
この発明の目的は、短時間でのバッテリー電圧低下に
よる誤警報を防止することができる車載用バッテリーの
低電圧検出装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、車載エンジン回転にて駆動する発電機から
の電力が供給されるとともに、負荷が接続されたバッテ
リと、 所定範囲のバッテリ電圧値のみを増幅し出力する増幅
手段と、 前記増幅回路の出力を、数分の時定数をもって積分す
る積分手段と、 前記積分手段による積分結果と、予め定めた第1の所
定値とを比較し、前記積分結果が前記第1の所定値より
小さいときに第1の信号を発する手段と、 前記バッテリ電圧の電圧値と、前記所定範囲より低い
値である予め定めた第2の所定値とを比較し、前記バッ
テリ電圧値が前記第2の所定値より小さいときに第2の
信号を発する手段と、 前記第1、第2のいずれかの信号が発せられたときに
前記バッテリの低電圧状態を示す信号を出力する手段と
を備えたことを特徴とする車載用バッテリの低電圧検出
装置をその要旨とする。
なお、前記検出手段から信号が発せられたときに警報
を行なう警報手段を備えるという構成を採用することが
できる。
〔作用〕
本発明によると、積分手段による積分結果と予め定め
た第1の所定値とを比較することで、短時間でのバッテ
リ電圧の低下が発生しても積分結果が第1の所定値より
大きい限りは第1の信号は発生しない。また、積分結果
が第1の所定値より小さいときには第1の信号が発生す
る。ここで、バッテリ電圧は所定範囲が増幅手段によっ
て増幅され、これが積分手段によって積分されるため、
精度の高い積分が可能になる。さらに、増幅手段が増幅
作用を及ぼす上記所定範囲より低い値である予め定めた
第2の所定値がバッテリ電圧の電圧値と比較され、バッ
テリ電圧値が第2の所定値より小さいときに第2の信号
が発せられる。このため、バッテリ電圧が過剰に深く低
下したことを検出することができる。ここで、第1の信
号は、数分の積分時定数をもった積分手段の積分結果に
基づいて発生されるため、第2の信号とは異なる長期間
にわたるバッテリ電圧の低下を検出することとなる。そ
して、これら第1の信号と第2の信号とのいずれかが発
生したときにバッテリ電圧の低電圧状態が発生している
ものとされる。
なお、低電圧状態が発生しているときに警報を発生さ
せる手段を採用することで、車載バッテリーの電圧低下
を車両の使用者等に知らせることができる。
〔実施例〕
以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って
説明する。
第1図に示すように、車両にはバッテリー1が搭載さ
れ、バッテリー1として12ボルト仕様の鉛蓄電池が用い
られている。バッテリー1には発電機2が接続されてい
る。発電機2はエンジンに駆動連結され、エンジンの駆
動にて発電動作を行う。発電機2には負荷(電気機器)
3が接続され、負荷3は発電機2の起電力が供給される
とともに、発電機2の起電力が少ないときにはバッテリ
ー1からの電力が供給されるようになっている。
バッテリー1のプラス端子には抵抗4,5が直列に接続
され、両抵抗間の接続点aは第1の比較回路としてのそ
して、第2の信号を発する手段としての比較器6の反転
入力端子と接続されている。又、電源電圧Vccが抵抗7,8
にて分圧され、両抵抗間の接続点bが比較器6の非反転
入力端子に接続されている。尚、比較器6の出力端子と
非反転入力端子との間には、インバータ9とトランジス
タ10と抵抗11よりなるヒステリシス回路12が設けられて
いる。そして、比較器6での第2の所定値としての比較
電圧(b点での電圧)は、トランジスタ10がオン状態
で、バッテリー終止電圧の10.5ボルトに設定されてい
る。
一方、バッテリー1のプラス端子には差動増幅回路13
が接続されている。差動増幅回路13はオペアンプ14と抵
抗15,16,17,18により構成されている。オペアンプ14の
非反転入力端子にバッテリー1のプラス端子が接続され
るとともに、オペアンプ14の反転入力端子には抵抗15を
介して比較電圧VREF1が印加されている。そして、差動
増幅回路13は11.98〜12.30ボルトを増幅して出力する。
この11.98〜12.30ボルトは、バッテリー容量では約15%
〜50%に相当する。
差動増幅回路13の出力側には抵抗19と大容量コンデン
サ20よりなる積分回路(CR回路)21が接続されている。
このコンデンサ20には電気二重層コンデンサが使用され
ている。積分回路(CR回路)21による積分動作の時定数
は数分となっている。
積分回路21には第2の比較回路としてのそして、第1
の信号を発する手段としての比較器22の反転入力端子が
接続されている。比較器22の非反転入力端子は第1の所
定値としての比較電圧VREF2が印加されている。
前記比較器6の出力端子と前記比較器22の出力端子は
オア回路23に接続されている。又、バッテリー1のプラ
ス端子には警報手段としての警報ランプ24と警報ランプ
制御用トランジスタ25が直接に接続され、そのトランジ
スタ25のベース端子とオア回路23の出力端子とが接続さ
れている。警報ランプ24は車室内のインストルメントパ
ネルに配設され、運転者が見ることができるようになっ
ている。
次に、このように構成した車載用バッテリーの低電圧
検出装置の作用を説明する。
差動増幅回路13により11.98〜12.30ボルトのバッテリ
ー電圧が増加され、積分回路21にて積分される。そし
て、その積分結果が比較器22により比較電圧VREF2と比
較される。一方、比較器6においては、バッテリー電圧
と比較電圧(b点での電圧)とが比較される。
そして、バッテリー電圧が充分に高い場合には、第
1、第2の信号としての比較器6,22の出力は共に「0」
でありトランジスタ25はオフとなり、警報ランプ24は消
灯状態となる。
又、エンジン回転が低下した状態において負荷3が駆
動すると、バッテリー電圧が一時的に低下する。このと
きには、積分回路21のコンデンサ20が放電状態となり、
積分回路21での積分結果が徐々に低下していくが、比較
電圧VREF2より大きな値をとる限りは比較器22の出力は
「0」の状態を保持する。そして、エンジン回転が上昇
してバッテリー1が充電されると、積分結果も大きくな
る。つまり、一時的なバッテリー電圧の低下では警報ラ
ンプ24は点灯しない。
又、積分回路21での積分結果が、比較電圧VREF2より
小さくなると、比較器22の出力が「1」となり、トラン
ジスタ25はオンして警報ランプ24が点灯して乗員にバッ
テリー電圧の低下を知らせる。
一方、バッテリー電圧がバッテリー終止電圧(10.5ボ
ルト)以下に低下した場合には、比較器6にてバッテリ
ー電圧の低下を検知して比較器6の出力が「1」とな
り、トランジスタ25はオンして警報ランプ24が点灯す
る。
尚、比較器6の出力が「1」となると、ヒステリシス
回路12のトランジスタ10がオフとなり、b点での比較電
圧を大きくして比較器6の出力が「0」,「1」を繰り
返すチャタリングを防止する。
このように本実施例では、バッテリー電圧値を積分す
る積分回路21と、積分回路21による積分結果と、予め定
めた比較電圧VREF2(比較値)とを比較する比較器22
(比較回路)と、比較器22での積分値が比較電圧VREF2
より小さいときに、警報を行う警報ランプ24(警報手
段)とを設けた。その結果、短時間でのバッテリー電圧
の低下が発生しても積分回路21により、積分結果が比較
電圧VREF2より大きい限りは警報ランプ24による警報は
行われない。又、比較器22での積分結果が比較電圧V
REF2より小さくなると、警報ランプ24による警報が行わ
れる。このようにして、短時間でのバッテリー電圧低下
による誤警報を防止することができる。
又、積分回路21の前段に差動増幅回路13を設け、所定
範囲のバッテリー電圧値(11.98〜12.30ボルト)のみを
増幅し、その後に積分回路21にて積分するようにした。
よって、精度よく積分動作させることとなる。
さらに、積分回路21と比較器22(第2の比較回路)に
加え、バッテリー1の電圧値と予め定めた比較電圧(b
点での電圧)とを比較する比較器6(第1の比較回路)
を設け、比較器6でのバッテリーの電圧値が比較電圧
(バッテリー終止電圧)より小さいとき、又は、比較器
22での積分値が比較値より小さいときに、警報を行うよ
うにした。よって、確実なる警報が行われる。
又、従来の低電圧検出装置においてはイグニッション
スイッチを切った状態ではオフ状態となるが、本実施例
の低電圧検出装置においてはイグニッションスイッチが
切られエンジンが停止している状態でもバッテリー電圧
の監視を行うことができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、比較器22での比較電圧VREF2、比較器6で
の比較電圧(b点での電圧)、及び差動増幅回路13での
増幅する電圧範囲は、バッテリーの仕様や負荷の大きさ
等により適宜の値を設定すればよい。つまり、点火プラ
グでの許容最低電圧を確保する目的でそのバッテリーの
比較電圧を決定してもよく、この場合にはエンジンスト
ールを防止することが可能となる。
又、警報手段として、警報ランプ24の代わりに、警報
ブザーを用いたり、警報ランプ24と警報ブザーの両方を
用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、短時間でのバ
ッテリー電圧低下による誤警報を防止することができる
優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の車載用バッテリーの低電圧検出装置の
電気回路図である。 1はバッテリー、2は発電機、3は負荷、6は第1の比
較回路としての比較器、13は差動増幅回路、21は積分回
路、22は第2の比較回路としての比較器、24は警報手段
としての警報ランプ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車載エンジン回転にて駆動する発電機から
    の電力が供給されるとともに、負荷が接続されたバッテ
    リと、 所定範囲のバッテリ電圧値のみを増幅し出力する増幅手
    段と、 前記増幅回路の出力を、数分の時定数をもって積分する
    積分手段と、 前記積分手段による積分結果と、予め定めた第1の所定
    値とを比較し、前記積分結果が前記第1の所定値より小
    さいときに第1の信号を発する手段と、 前記バッテリ電圧の電圧値と、前記所定範囲より低い値
    である予め定めた第2の所定値とを比較し、前記バッテ
    リ電圧値が前記第2の所定値より小さいときに第2の信
    号を発する手段と、 前記第1、第2のいずれかの信号が発せられたときに前
    記バッテリの低電圧状態を示す信号を出力する手段とを
    備えたことを特徴とする車載用バッテリの低電圧検出装
    置。
  2. 【請求項2】前記検出手段から信号が発せられたときに
    警報を行なう警報手段を備えたことを特徴とする請求項
    1に記載の車載用バッテリの低電圧検出装置。
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